CN112298137A

CN112298137A - 商用车气压制动系统的控制方法及整车制动方法

Info

Publication number: CN112298137A
Application number: CN202011182537.6A
Authority: CN
Inventors: 杨义勇; 魏凌涛; 陶兴军; 鲁之轩; 李亮
Original assignee: China University of Geosciences Beijing
Current assignee: China University of Geosciences Beijing
Priority date: 2020-02-26
Filing date: 2020-02-26
Publication date: 2021-02-02
Anticipated expiration: 2040-02-26
Also published as: CN111422176B; CN112298137B; CN111422176A

Abstract

本发明提供了一种商用车气压制动系统的控制方法及整车制动方法，控制方法包括步骤：先建立滑移率控制器，并根据车辆状态信息确认实际滑移率和目标滑移率；然后为各驱动轮分配目标制动扭矩；接着建立所述车辆的制动成本函数，通过对所述成本函数求极值得到所述预期总再生制动扭矩、各所述驱动轮的预期气压制动扭矩；最后根据所述预期总再生制动扭矩并结合电机能够提供的最大扭矩和最小扭矩确定电机的实际输出制动扭矩，然后控制电机输出实际制动扭矩；同时，根据各所述预期气压制动扭矩控制气压制动系统工作。本发明能够使ABS和再生制动协调工作，确保车辆的稳定性和达到最大能量再生。

Description

商用车气压制动系统的控制方法及整车制动方法

分案申请

本申请是申请号为202010121005.5、申请日为2020年2月26日、发明名称为“商用车分布式线控制动系统及控制方法”的专利申请的分案申请。

技术领域

本发明涉及汽车制动领域，具体涉及一种商用车气压制动系统的控制方法及整车制动方法。

背景技术

车辆防抱死制动系统(ABS)是车辆的主动安全装置之一，它通过根据车轮速度反馈控制制动扭矩来调节车轮锁止程度，可以充分利用道路附着力并在紧急制动时确保车辆稳定性，对提高车辆稳定性、安全性至关重要。其中在混合动力/电动汽车(HEV/EV)中，制动扭矩由机械制动(即ABS)和再生制动共同提供，其制动过程中的能量再生是混合动力/电动汽车的关键节能技术。然而，现有技术中，当防抱死制动系统(ABS)触发时，增加再生制动会影响制动过程，会导致车辆稳定性和最大能量回收不兼容，很难协调机械制动和再生制动以确保车辆稳定性和最大能量再生。

发明内容

基于上述现状，本发明的主要目的在于提供一种商用车气压制动系统的控制方法及整车制动方法，以提高气压制动系统的响应速度。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

本发明的第一方面提供了一种商用车气压制动系统的控制方法，包括步骤：

S10：建立车辆各驱动轮的气压制动系统的制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图，其中，所述制动增压特性曲线图包括所述气压制动系统的增压保压周期、多个增压压力变化量

以及增加各所述增压压力变化量所需要的最短时间，所述制动减压特性曲线图包括所述气压制动系统的减压保压周期、多个减压压力变化量

以及减小各所述减压压力变化量所需的最短时间，其中，m、n分别为min，2，3，…，max；

S20：确定制动气室目标压力P_i；

S30：获取制动气室的实际压力P_i0，并计算其与目标压力的压力差ΔP_i＝P_i-P_i0；

S40：判断压力差ΔP_i是否大于制动减压特性曲线图中的最小减压压力调整量

且小于制动增压特性曲线图中的最小增压压力调整量

如果是，则执行S50；否则执行S60；

S50：保压；

S60：按照制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图中压力的变化规律控制所述制动气室的进气阀、排气阀的打开和关闭。

优选地，所述步骤S60具体包括：

S61：判断所述压力差ΔP_i是否大于0，如果大于0，则执行S62；

S62：判断所述压力差ΔP_i是否超出所述制动增压特性曲线图中的最大的增压压力调整量，

若是，则一直打开制动气室的进气阀持续第一预设时间，然后返回S30；

若否，则根据所述制动增压特性曲线图，确定所述压力差ΔP_i对应的最短时间，并按照所述最短时间、增压保压周期的设置方式周期性打开制动气室的进气阀，然后持续第二预设时间，然后返回S30。

优选地，所述步骤S61还包括：如果所述压力差ΔP_i小于0，则执行S63；

S63：判断压力差ΔP_i是否超出制动减压特性曲线图中的最大的减压压力调整量，

若是，则一直打开制动气室的排气阀持续第三预设时间，然后返回S30；

若否，则根据所述制动减压特性曲线图，确定所述压力差ΔP_i对应的最段时间，并按照所述最短时间、减压保压周期的设置方式周期性打开制动气室的排气阀，然后持续第四预设时间，然后返回S30。

优选地，第一预设时间和第二预设时间均大于或者等于增压保压周期，第三预设时间和第四预设时间均大于或者等于减压保压周期。

优选地，所述步骤S10中制动增压特性曲线图的获取步骤包括：

S11：设定增压时间t1和增压保压周期t2，t1≤t2；

S12：按照增压保压周期t2周期性控制制动气室的进气阀打开和关闭，直至制动气室内的压力不再上升为止，并记录每个增压保压周期内t2时间段内制动气室的压力变化；其中，在每个增压保压周期t2内，增压时间t1内进气阀处于打开状态，t2-t1时间内进气阀处于关闭状态；

S13：循环执行S11、S12多次，其中，每次的增压时间t1比上一次的增压时间t1长，增压保压周期t2不变；

S14：选取每次的一组压力数据并与上一次同时刻的一组压力数据相减，得到增压压力调整量

即在相邻的两次数据中，增压压力调整量

等于同一时刻对应的第二次的压力值减去第一次的压力值；然后建立制动增压特性曲线图，其中，制动增压特性曲线图中以各增压压力调整量

为纵坐标，各次的实际时间为横坐标；

或者，

步骤S100中制动减压特征曲线图获取步骤包括：

S15：设定减压时间t3和减压保压周期t4，t3≤t4；

S16：按照减压保压周期t4周期性控制制动气室的排气阀打开和关闭，直至制动气室内的压力不再下降为止，并记录每个减压保压周期t4时间段内制动气室的压力变化；其中，在每个减压保压周期t4内，在减压时间t3内排气阀处于打开状态，t4-t3时间内排气阀处于关闭状态；

S17：循环执行S15、S16多次，其中，每次的减压时间t3比上一次的减压时间t3长；

S18：选取每次的一组压力数据并与上一次同时刻的一组压力数据相减，得到减压压力调整量

即在相邻的两次数据中，减压压力调整量

等于同一时间对应的第二次的压力值减去第一次的压力值；然后建立制动减压特征曲线图，其中，制动减压特性曲线图中以各减压压力调整量

为纵坐标，各次的实际时间为横坐标。

本发明的第二方面提供了一种商用车整车制动方法，包括步骤：

S100：控制单元发出主动制动信号或者接收到制动踏板踩下的被动制动信号；

S200：控制单元获取车辆状态信息；

S300：控制单元建立滑移率控制器，并根据所述车辆状态信息确认实际滑移率和目标滑移率；

S400：控制单元根据所述实际滑移率和目标滑移率，并结合所述滑移率控制器，为各驱动轮分配目标制动扭矩

S500：控制单元建立所述车辆的制动成本函数，所述制动成本函数为所述车辆预期总再生制动扭矩T_d、各所述驱动轮的预期气压制动扭矩

的函数，然后结合各所述驱动轮的所述目标制动扭矩

通过对所述制动成本函数求极值得到所述预期总再生制动扭矩T_d、各所述驱动轮的预期气压制动扭矩

S600：根据所述预期总再生制动扭矩T_d并结合电机能够提供的最大扭矩

和最小扭矩

确定电机的实际输出制动扭矩T_e，然后控制电机输出实际输出制动扭矩T_e；同时，控制单元控制主动制动阀打开，并根据各所述预期气压制动扭矩

按照上述任一项所述的控制方法控制ABS阀工作。

优选地，还包括步骤：

S700：当电子组件发生故障时，控制单元切断对ABS阀和主动制动阀的控制，ABS阀和主动制动阀转为机械制动。

本发明的控制方法，通过建立滑移率控制器和制动成本函数，并结合分层控制的控制策略，先通过滑移率控制器使车辆的实际滑移率尽可能向目标滑移率靠近，然后通过设置制动成本函数分配气压制动扭矩和再生制动扭矩，从而实现再生能量的利用，且通过制动成本函数的方式进行分配制动扭矩，能够达到最大能量再生；且考虑到气压制动的延迟性，使再生制动和气压制动同时工作，能够利用再生制动对气压制动的延迟进行补偿，进而提高车辆制动的稳定性和安全性，以解决车辆稳定性和最大能量不兼容的问题。

本发明的其他有益效果，将在具体实施方式中通过具体技术特征和技术方案的介绍来阐述，本领域技术人员通过这些技术特征和技术方案的介绍，应能理解所述技术特征和技术方案带来的有益技术效果。

附图说明

以下将参照附图对本发明的优选实施方式进行描述。图中：

图1为本发明提供的商用车分布式线控制动系统的控制方法的一种优选实施方式的流程图；

图2为本发明提供的商用车分布式线控制动系统的控制方法中，制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图；

图3为本发明提供的商用车分布式线控制动系统的控制方法的另一种优选实施方式的流程图；

图4为本发明提供的商用车分布式线控制动系统的一种优选实施方式的系统图；

图5为本发明提供的商用车分布式线控制动系统的另一种优选实施方式的系统图。

具体实施方式

以下基于实施例对本发明进行描述，但是本发明并不仅仅限于这些实施例。在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分，为了避免混淆本发明的实质，公知的方法、过程、流程、元件并没有详细叙述。

此外，本领域普通技术人员应当理解，在此提供的附图都是为了说明的目的，并且附图不一定是按比例绘制的。

除非上下文明确要求，否则整个说明书和权利要求书中的“包括”、“包含”等类似词语应当解释为包含的含义而不是排他或穷举的含义；也就是说，是“包括但不限于”的含义。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“第一”、“第二”等仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。此外，在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。

其中，文中

λ_i、λ_di、e_i、S_i、

α_i、ω_i、R_i、F_zi、ΔP_i、P_i、P_i0中，i代表左前FL、右前FR、左后RL、右后RR。

本发明提供了一种商用车分布式线控制动系统的控制方法，该控制方法可以用于电动、混动车辆，具体地，车辆可以仅后轮为驱动轮，也可以四个车轮均为驱动轮。如图1所示，控制方法包括步骤：

S1：获取制动信号；

S2：获取车辆状态信息；

S3：建立滑移率控制器，并根据车辆状态信息确认实际滑移率和目标滑移率；

S4：根据实际滑移率和目标滑移率，并结合滑移率控制器，为各驱动轮分配目标制动扭矩

其中，i代表左前FL、右前FR、左后RL、右后RR，如

为右后轮的目标制动扭矩；

S5：建立车辆的制动成本函数J，制动成本函数J为车辆的预期总再生制动扭矩T_d、各驱动轮的预期气压制动扭矩

的函数，然后结合各驱动轮的目标制动扭矩

通过对制动成本函数J求极值得到预期总再生制动扭矩T_d、各驱动轮的预期气压制动扭矩

可以理解地，预期总再生制动扭矩T_d等于各驱动轮的预期再生制动扭矩之和，如在只有两个后轮为驱动轮的实施例中，预期总再生制动扭矩T_d等于右后轮的预期再生制动扭矩与左后轮的预期再生制动扭矩之和，也就是说，通过对制动成本函数J求极值，能够得到右后轮的预期再生制动扭矩与左后轮的预期再生制动扭矩之和T_d，以及右后轮的预期气压制动扭矩

和左后轮的预期气压制动扭矩

S6：根据预期总再生制动扭矩T_d并结合电机能够提供的最大扭矩

和最小扭矩

确定电机的实际输出制动扭矩T_e，并控制电机输出实际制输出制动扭矩T_e；同时，根据各预期气压制动扭矩

控制气压制动系统工作。

本发明还提供了一种商用车分布式线控制动系统，可以使用上述控制方法进行工作，如图4所示，制动系统包括：上层模块1、中层模块2、再生制动模块3和气压制动模块4，上层模块1用于获取制动信号和车辆状态信息；建立滑移率控制器，并根据车辆状态信息确认实际滑移率和目标滑移率，然后根据实际滑移率和目标滑移率并结合滑移率控制器，为各驱动轮分配目标制动扭矩

中层模块2与上层模块1连接，用于建立车辆的制动成本函数J，该制动成本函数J为预期总再生制动扭矩T_d、各驱动轮的预期气压制动扭矩

的函数，并用于结合各驱动轮的目标制动扭矩

再生制动模块3用于根据预期总再生制动扭矩T_d并结合电机能够提供的最大扭矩

和最小扭矩

确定电机的实际输出制动扭矩T_e，然后控制电机输出实际制动扭矩T_e；气压制动模块4用于根据各预期气压制动扭矩

控制气压制动系统工作。

上述制动系统和控制方法，通过建立滑移率控制器和制动成本函数J，并结合分层控制的控制策略，先通过滑移率控制器使车辆的实际滑移率尽可能向目标滑移率靠近，然后通过设置制动成本函数J分配气压制动扭矩和再生制动扭矩，从而实现再生能量的利用，且通过制动成本函数J的方式进行分配制动扭矩，能够达到最大能量再生；同时，本发明考虑到气压制动的延迟性，使再生制动和气压制动同时工作，能够利用再生制动对气压制动的延迟进行补偿，进而提高车辆制动的稳定性和安全性。

具体地，步骤S2中的车辆状态信息包括：车辆行驶的路面的摩擦系数μ、车辆的质量m、纵向速度u_x、驱动轮角速度ω_i、驱动轮半径R_i、驱动轮转动惯量、驱动轮的纵向力F_xi、驱动轮在其转动轴方向的垂直力F_zi，这些状态参数中，有的可以在车辆出厂时提供或者后续测量获知，有的可以在实际使用中通过传感器等仪器测量得到，具体获取方式不限。

为了使实际滑移率能够与目标滑移率尽可能靠近，本发明的一个实施例中，步骤S3中，建立滑移率控制器包括：

S31：设置比例积分模型，如公式(1)：

S_i＝e_i+α_i∫e_idt， (1)

其中，e_i＝λ_i-λ_di； (2)

S32：建立滑移率控制器为，如公式(3)：

其中，λ_i为车辆的实际滑移率，λ_di为车辆的目标滑移率，sat为饱和度函数，α_i、ε₁、ε₀、

为预设系数，可以根据需要进行设置，以调节滑移率控制器使制动系统的制动效果更好。

在该实施例中，步骤S4包括：

S41：对比例积分模型求导，得到倒数模型

S42：使

得到各驱动轮的目标制动扭矩

也就是说，可以分别设置i为左前FL、右前FR、左后RL、右后RR，分别求取各驱动轮的目标制动扭矩

上述步骤，通过设置比例积分模型，能够尽可能消除滑移率的静态误差，同时通过设置含有饱和函数sat的滑移率控制器，能够降低车轮速度可能产生的颤动，然后使比例积分模型的倒数与设置的滑移率控制器相等，使整个控制方法的目标中，实现实际滑移率更接近目标滑移率，进而提高再生能量的利用率。

具体地，实际滑移率λ_i可以按如下公式(4)计算：

目标滑移率λ_di按如下公式(5)计算：

其中，u_x为车辆的纵向速度、ω_i为车辆的驱动轮角速度、R_i为车辆的驱动轮半径；K_λ为预设系数，可以根据实验得到；μ为车辆行驶的路面的摩擦系数；

为利用摩擦系数；M_thre为用于偏航控制的偏航力矩阈值；l为车辆的驱动轮轮距，如在只有两个后轮为驱动轮时，该值为左后轮和右后轮的轮距；F_zi为驱动轮在其转动轴方向的垂直力；f^-1为预设的摩擦系数表，具体可以根据实验测得；其中上述预设粘度可以选为0.5。

需要注意的是，在本发明的制动系统和控制方法中，将车辆视为刚体，且仅考虑其纵向运动，因此，车辆的动力学方程为公式(7)：

其中，F_xi为车轮所受的纵向力，公式右边为求取各车轮(包括驱动轮和非驱动轮)所受的纵向力之和。

对于驱动轮来说，在纵向力和制动扭矩作用下的旋转运动可以表示为公式(8)：

根据公式(1)～(8)可以得到目标制动扭矩

的表达式(9)：

也就是说，在步骤S4中根据公式(9)能够得到目标制动扭矩

如在仅两个后轮为驱动轮的实施例中，可以分别求出左后轮的目标制动扭矩

和右后轮的目标制动扭矩

需要注意的是，在公式(9)中，不论计算哪个驱动轮的目标制动扭矩，公式中∑F_xi(λ_i，F_zi)均为所有车轮(包括驱动轮和非驱动轮)的纵向力之和。

上述各实施例中，步骤S5中的制动成本函数具体可以表示为公式(10)：

其中，

为驱动轮的预期气压制动扭矩；

为驱动轮的目标制动扭矩；T_d为预期总再生制动扭矩；

为最佳再生制动扭矩，其由制动能量再生关注点和ABS(即气压制动)控制关注点共同决定，为了最大程度地提高制动能量的再生效率并确保将再生制动扭矩补偿气压制动扭矩的不足，将其设置为接近但小于再生制动扭矩的最大值

考虑到具有ABS的制动系统中，若再生制动扭矩太大，会造成气压制动系统不提供任何扭矩，导致车轮必定会锁定，因此，再生制动扭矩不能太大而超过目标制动扭矩

具体可以按照公式(11)选取；

为再生制动扭矩的最大值，该值由车辆的电机决定，一般选为电机的额定输出转矩；

为储备间隙，可以通过实验获得，为定值。

在仅两个后轮为驱动轮的实施例中，公式(11)简化为公式(12)：

相应地，制动成本函数表示为公式(12)：

进一步地，考虑到在每个气压制动的压力调节周期中，由于压力变化量会发生延时响应，因此，上述制动成本函数表示为公式(13)，

而气压制动扭矩可以按公式(14)给出预测形式：

其中，(k+1)表示下一个控制周期的预测值，k表示当前控制周期的值，K_r为预设系数；ΔP_ai为驱动轮的压力变化量。

本发明的一个优选实施例中，为了减轻计算负担，设置在一个控制周期内预期气压制动扭矩

预期总再生制动扭矩T_d、最佳再生制动扭矩

均不变，从而得到优化的制动能量函数，表达式如公式(15)：

在该实施例中，压力变化量ΔP_ai可以采用如下方法获得，具体地，上述步骤S5之前还包骤：

S0：建立各驱动轮的气压制动系统的制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图，其中，制动增压特性曲线图包括气压制动系统的增压保压周期、多个压力变化量

以及增加各增压压力变化量所需要的最短时间，减压曲线数据库包括气压制动系统的减压保压周期、多个压力变化量

以及减小各减压压力变化量所需的最短时间；

其中，m、n分别为min，2，3，…，max；K_r为预设系数；ΔP_ai为驱动轮的压力变化量，相当于上述增减压特性中的ΔP_a，

具体地，制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图可以通过预先设置的方式获得，一种优选的实施例中，步骤S0包括制动增压特性曲线图的获取步骤和制动减压特性曲线图的获取步骤，其中，

制动增压特性曲线图的获取步骤包括：

S11：设定增压时间t1和增压保压周期t2，t1≤t2；

S13：循环执行S11、S12多次，其中，每次的增压时间t1比上一次的增压时间t1长，增压保压周期t2不变，即在增压保压周期t2内，进气阀的打开时间逐渐延长，关闭时间逐渐缩短；

即在相邻的两次数据中，增压压力调整量

为纵坐标，各次的实际时间为横坐标，如图2所示；

制动减压特征曲线图获取步骤包括：

S15：设定减压时间t3和减压保压周期t4，t3≤t4；

S17：循环执行S15、S16多次，其中，每次的减压时间t3比上一次的减压时间t3长，即在减压保压周期t4内，排气阀的打开时间逐渐延长，关闭时间逐渐缩短；

即在相邻的两次数据中，减压压力调整量

为纵坐标，各次的实际时间为横坐标，如图2所示。

其中，增压保压周期t2和减压保压周期t4可以选为30ms，增压时间t1和减压时间t3可以分别由1ms开始，按间隔1ms的方式增加。

通过上述增减压特性的获取方法得到的制动增压特性曲线图中的增压压力调整量

可以穷举，增压时间t1也可以穷举，同理，制动减压特性曲线图中的减压压力调整量

和减压时间t3也可以穷举，为了方便表述，将增压时间t1和减压时间t3统称为持续时间，以增压和减压分别循环了j次为例，打开进气阀或者排气阀的持续时间

压力调整量

因此，上述增减压特性可以表达为：ΔP_a＝f(P_k，u_k，t_a)，其中，P_k为制动气室内的压力，u_k为压力调节状态，可以使用+1代表增压，0代表保压，-1代表减压。在该实施例中，上述ΔP_ai即为ΔP_a，可以通过穷举法从

这里取值。

需要说明的是，不论是增压特性曲线图的获取步骤还是制动减压特性曲线图的获取步骤，每次测试时，进气阀和排气阀起始状态均处于关闭状态，在每个周期的开始时刻，都是先从打开进气阀或者排气阀开始的。

可以理解地，在制动增压特性曲线图的获取步骤中，制动气室内的压力是逐渐增大的，因此，各增压压力调整量

大于零；在制动减压特性曲线图的获取步骤中，制动气室内的压力是逐渐减小，因此，各减压压力调整量

小于零。

实际上，对于同一车辆甚至同一型号的车辆，各驱动轮的制动气室的特性基本一致，因此，可以在通过上述方法获得其中一个驱动轮对应的制动气室的制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图后，其他驱动轮可以直接采用这两个曲线图。

参考图3，在获得上述制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图后，步骤S6中，根据各预期气压制动扭矩

控制气压制动系统工作，具体包括：对每一个驱动轮执行下述步骤：

S81：根据预期气压制动扭矩

确定目标压力P_i，该值可以根据车辆的制动需求进行确定，可以是主动制动需求(如在自动驾驶中车辆控制中心通过检测到行进中存在障碍物而进行的制动)，也可以是驾驶员踩下制动踏板请求制动的需求，具体可以按照公式(16)计算；

其中，K_i为转换系数；

S82：获取制动气室的实际压力P_i0(为S81中目标压力P_i对应的车轮的实际压力)，具体可以根据设置于车辆制动气室的压力传感器获取，并计算其与目标压力的压力差ΔP_i＝P_i-P_i0；

S83：判断压力差ΔP_i是否大于制动减压特性曲线图中的最小减压压力调整量

且小于制动增压特性曲线图中的最小增压压力调整量

即判断

是否成立，如果是，则执行S84；否则执行S850；

S84：保压；

S850：按照制动增压特性曲线图和制动减压特性曲线图中压力的变化规律控制所述制动气室的进气阀、排气阀的打开和关闭。

优选地，步骤S850具体包括：

S85：判断压力差ΔP_i是否大于0，即判断ΔP_i＞0是否成立，如果大于0，则说明制动气室需要增压，因此，需要打开进气阀，关闭排气阀，具体按照S86执行；如果小于0，则说明制动气室需要减压，因此，需要打开排气阀，关闭进气阀，具体按照S87执行；

S86：判断压力差ΔP_i是否超出制动增压特性曲线图中的最大的增压压力调整量

在

大于0时，，即判断

是否成立，若是，则说明现在制动气室内的压力太小了，超过了制动增压特性曲线图中标定的最大压力调整范围，此时需要在整个增压保压周期内调节制动气室内的压力，使制动气室内快速进入更多的气体，因此，一直打开制动气室的进气阀持续第一预设时间，以获得快速的压力响应，然后返回S82；若否，则说明现在制动气室内的压力需要进行较小的调整，可以根据制动增压特性曲线图，确定压力差ΔP_i对应的最短时间，即从制动增压特性曲线图中，选出与ΔP_i对应的ΔP_a，进而从与ΔP_a对应的多个增压时间t_a选出最小的增压时间t_a，作为最短时间，并按照该最小的增压时间t_a(即t1)、增压保压周期t2的设置方式周期性打开制动气室的进气阀，然后持续第二预设时间，以在最短的时间内使制动气室达到目标压力P_i，然后返回S82；

S87：判断压力差ΔP_i是否超出制动减压特性曲线图中的最大的减压压力调整量

在

小于0时，即判断

是否成立，若是，则说明现在制动气室内的压力太大，超过了制动减压特性曲线图中标定的最大压力调整范围，此时需要在整个减压保压周期内调节制动气室内的压力，使制动气室快速排出更多的气体，因此，一直打开制动气室的排气阀持续第三预设时间，以获得快速的压力响应，然后返回S82；若否，则说明现在制动气室内的压力需要进行较小的调整即可，可以根据制动减压特性曲线图，确定压力差ΔP_i对应的最短时间，即从制动减压特性曲线图中，选出与ΔP_i对应的ΔP_a，进而从与ΔP_a对应的多个减压时间t_a选出最小的减压时间t_a(即t3)，作为最短时间，即持续打开排气阀的最优时间，然后按照最小的减压时间t_a(即t3)、减压保压周期t4的设置方式周期性打开制动气室的排气阀，并持续第四预设时间，然后返回S82。

采用上述分情况对制动气室的压力采用不同控制方法的方式进行调整制动气室内的气压，能够使制动气室内的压力响应更及时，从而使整个制动压力调控方法更精确。

其中，第二预设时间大于或者等于增压保压周期，第四预设时间大于或者等于减压保压周期。可选地，第一预设时间也可以大于或者等于增压保压周期，第三预设时间大于或者等于减压保压周期。在选取时，上述第一预设时间、第二预设时间、第三预设时间和第四预设时间，可以根据需要进行确定，四者可以均相等，也可以仅其中的两者或者三者相等，或者四者均不相等。

需要说明的是，上述各步骤中，在没有特别说明的情况下，对于同一制动气室，在打开进气阀的时候，排气阀处于关闭状态；在打开排气阀的时候，进气阀处于关闭状态；且在增压过程中，排气阀始终处于关闭状态；在减压过程中，进气阀使用处于关闭状态。

另外，在步骤S6中，根据各预期气压制动扭矩

控制气压制动系统工作，并不限于上述所给实施例，其也可以按照其他的方法对气压制动系统进行控制，如在确定目标压力P_i和获取制动气室的实际压力P_i0后，可以根据二者的差值，直接计算打开进气阀或者排气阀需要的时间，然后打开进气阀或者排气阀持续该时间。

对于预期总再生制动扭矩T_d，由于电机输出的再生制动在传动到驱动轮的过程中，会造成扭矩损耗，一般地，电机输出的扭矩需要经过齿轮箱和差速器之后才分配到各驱动轮上，因此，实际希望电机输出的期望制动扭矩

等于预期总再生制动扭矩T_d与损耗扭矩的和。

具体地，在具有差速器的车辆中，轴上的再生制动扭矩可表达为公式(16)：

其中，J_e为电机转子的转动惯量；i_g为驱动轴上齿轮箱的齿轮比；i₀为差速器的齿轮比；J_g为齿轮箱的转动惯量；J₀为差速器壳的转动惯量；ω_d为差速器壳的角速度；η为传动效率；

因此，电机输出的期望制动扭矩

可以表达为公式(17)：

继续参考图3，上述步骤S6中，根据预期总再生制动扭矩T_d并结合电机能够提供的最大扭矩

和最小扭矩

确定电机的实际输出制动扭矩T_e，并控制电机输出实际制动扭矩T_e，包括步骤：

S71：根据预期总再生制动扭矩T_d确定电机输出的期望制动扭矩

具体可以根据公式(17)计算得到；

S72：获取电机能够提供的最大扭矩

和最小扭矩

S73：判断电机输出的期望制动扭矩

与最大扭矩

最小扭矩

的大小：

若

则

若

则

若

则

其中，最大扭矩

最小扭矩

与电机的角速度ω_e有关，可以表达为公式(18)，而电机的角速度ω_e可以表达为公式(19)：

S74：控制电机输出实际制动扭矩T_e。

在电机输出实际制动扭矩T_e扭矩后，去掉传动轴力矩损耗后，通过差速器分配到各驱动轮的轮端，最后传递到车辆驱动桥进行制动。

参考图5，上述制动系统中，上层模块1包括控制单元101；气压制动系统包括主动制动阀5、双止回阀6、继动阀7和ABS阀8，主动制动阀5、ABS阀8为电子阀，与控制单元101连接，双止回阀6与继动阀7为气压控制阀；主动制动阀5的第一连通端与车辆的总气压回路9连通，第二连通端与双止回阀6的第一控制端连通；双止回阀6的第二控制端与制动踏板10的气压阀连通；双止回阀6的连通端与继动阀7的一端连通，继动阀7的另一端通过ABS阀8与制动气室连通。

在图5中，车辆的电机11通过AMT变速箱12、差速器13将输出力矩传递至车轮轴，进而输出到左后轮和右后轮。可以理解地，再生制动模块3包括电机控制器301，用于控制电机工作，其与控制单元101连接。

继续参考图5，在主动制动过程中，当有减速需求时，主动制动阀5首先打开；然后，由于主动制动阀5侧的压力(储油器压力)大于制动踏板10侧(零)，因此储气罐(车辆气压制动系统中的储气罐)中的气体直接通过双止回阀6转移到继动阀7。然后，ABS阀8获取大流量气体并将其传输到制动气室，根据来自压力传感器的压力反馈，ABS阀8在压力升高、降低和保持状态之间切换，以调节制动气室内的气压。在驾驶员操作的制动过程中，驾驶员的减速要求通过位移传感器进行测量。当踩下制动踏板10时，主动制动阀5打开，并且通过与主动制动过程相同的方法来调节制动气室的压力，以响应减速需求。一旦任何电子组件发生故障，控制单元101会立即切断对ABS阀8和主动制动阀5的控制，因此来自制动踏板10的控制气体由于其压力(非零)大于主动制动阀5侧(零)而被施加到继动阀7。在这种情况下，可以通过完全机械(即ABS)的方法来实现减速。

对于再生制动，它是主动制动和驾驶员制动过程中气动制动的补充。电机中的制动扭矩直接由电机控制器301调节，并通过AMT变速箱12传递至差速器13，差速器13将再生制动扭矩分配给左右驱动轮，这意味着再生制动扭矩在驱动轴的两侧相互耦合。

本领域的技术人员能够理解的是，在不冲突的前提下，上述各优选方案可以自由地组合、叠加。

应当理解，上述的实施方式仅是示例性的，而非限制性的，在不偏离本发明的基本原理的情况下，本领域的技术人员可以针对上述细节做出的各种明显的或等同的修改或替换，都将包含于本发明的权利要求范围内。